Hóa học 11 Bài 4: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li

Giải Hóa 11 Bài 4 giúp các em học sinh lớp 11 nắm vững được kiến thức về điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li, phản ứng thủy phân của muối. Đồng thời giải nhanh được các bài tập Hóa 11 chương 1 trang 20.

Giải bài tập Hóa 11 bài 4 trước khi đến lớp các em nhanh chóng nắm vững kiến thức hôm sau ở trên lớp sẽ học gì, hiểu sơ qua về nội dung học. Đồng thời giúp thầy cô tham khảo, nhanh chóng soạn giáo án cho học sinh của mình. Vậy sau đây là nội dung chi tiết tài liệu, mời các bạn cùng tham khảo tại đây.

Lý thuyết Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li

I. Điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li

Dung dịch A + dung dịch B → dung dịch sản phẩm.

Bản chất là sự trao đổi các ion trong các dung dịch phản ứng để kết hợp với nhau tạo thành chất sản phẩm thoả mãn các điều kiện.

– Có sự trung hoà về điện (tổng số mol điện tích âm = tổng số mol điện tích dương).

Số mol_{điện tích} = số mol_ion.điện tích_ion

– Các ion trong dung dịch không có phản ứng với nhau.

+ Các ion trong dung dịch thường kết hợp với nhau theo hướng: tạo kết tủa, tạo chất khí, tạo chất điện li yếu (các ion có tính khử có thể phản ứng với các ion có tính oxi hoá theo kiểu phản ứng oxi hoá – khử).

Kết luận:

– Phản ứng xảy ra trong dung dịch các chất điện li là phản ứng giữa các ion.

– Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li chỉ xảy ra khi các ion kết hợp được với nhau tạo thành ít nhất 1 trong số các chất sau:

+ Chất kết tủa.

+ Chất điện li yếu.

+ Chất khí.

II. Phản ứng thủy phân của muối

1. Khái niệm sự thủy phân của muối

Nước nguyên chất có pH = 7,0 nhưng nhiều muối khi tan trong nước làm cho pH biến đổi, điều đó chứng tỏ muối đã tham gia phản ứng trao đổi ion với nước làm cho nồng độ H⁺ trong nước biến đổi. Phản ứng trao đổi ion giữa muối và nước là phản ứng thủy phân của muối.

2. Phản ứng thủy phân của muối

a. Khi muối trung hòa tạo bởi cation của bazơ mạnh và anion gốc axit yếu tan trong nước thì gốc axit yếu bị thủy phân, môi trường của dung dịch là kiềm (pH > 7,0).

Ví dụ: CH₃COONa; K₂S; Na₂CO₃.

b. Khi muối trung hòa tạo bởi cation của bazơ yếu và anion gốc axit mạnh, tan trong nước thì cation của bazơ yếu bị thủy phân làm cho dung dịch có tính axit (pH < 7,0).

Ví dụ: Fe(NO₃)₃, NH₄Cl, ZnBr₂.

c. Khi muối trung hòa tạo bởi cation của bazơ mạnh và anion gốc axit mạnh tan trong nước các ion không bị thủy phân. Môi trường của dung dịch vẫn trung tính (pH = 7,0).

Ví dụ: NaCl, KNO₃, KI.

d. Khi muối trung hòa tạo bởi cation của bazơ yếu và anion gốc axit yếu tan trong nước cả cation và anion đều bị thủy phân. Môi trường của dung dịch phụ thuộc vào độ thủy phân của hai ion.

Giải bài tập SGK Hóa 11 trang 20

Câu 1

Điều kiện để xảy ra phản ứng trao đổi ion trong dung dịch chất điện li là gì? Lấy các ví dụ minh hoạ?

Gợi ý đáp án

Để xảy ra phản ứng trao đổi ion trong dung dịch chất điện li cần có ít nhất một trong các điều kiện sau phản ứng:

Sau phản ứng tạo thành chất kết tủa

Sau phản ứng tạo thành chất dễ bay hơi

Sau phản ứng tạo thành chất điện li yếu

Thí dụ:

Sau phản ứng tạo thành chất kết tủa

Na₂CO₃ + CaCl₂ → 2NaCl + CaCO₃

2Na⁺ + CO₃^2- + Ca²⁺ + 2Cl^– → 2Na⁺ + 2Cl^– + CaCO₃ ↓

Sau phản ứng tạo thành chât dễ bay hơi

Na₂S + 2HCl → 2NaCl + H₂S

2Na⁺ + S^2- → H₂S

2H⁺ + S^2- →

Sau phản ứng tạo thành chất điện li yếu

2CH₃COONa + H₂SO₄ → 2CH₃COOH + Na₂SO₄

2CH₃COO + 2Na⁺ + 2H⁺ + SO₄^2- → 2CH₃COOH + 2Na + SO₄^2-

CH₃COO + 2H⁺ → CH₃COOH

Câu 2

Tại sao các phản ứng giữa dung dịch axit và hiđroxit có tính bazơ và phản ứng với muối cacbonat và dung dịch axit rất dễ xảy ra?

Gợi ý đáp án

• Sản phẩm của phản ứng giữa dung dịch axit và hiđroxit bazơ là muối và nước (H₂O), mà nước là chất điện li yếu.
• Sản phẩm của phản ứng giữa muối cacbonat và dung dịch axit là muối mới, và axit cacbonic (H₂CO₃) rất yếu, dễ dàng bị phân huỷ thành nước (H₂O và khí cacbonic (CO₂) Vậy sản phẩm cuối cùng sau phản ứng có chất dễ bay hơi (CO₂) và chất điện li yếu (H₂O).
• Theo điều kiện của phản ứng trao đổi thì phản ứng trên xảy ra được.

Câu 3

Lấy một số thí dụ chứng minh: bản chất của phản ứng trong dung dich điện li là phản ứng giữa các ion?

Gợi ý đáp án

Thí dụ 1: AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃

AgNO₃, NaCl, NaNO₃ là những chất điện li mạnh trong dung dịch, chúng phân li thành các ion

Ta có phương trình ion:

Ag + NO₃^– + Na⁺ + Cl^– → AgCl + NO₃^– + Na⁺

Vậy thực chất trong dung dịch chỉ có phản ứng của:

Ag + Cl_– → AgCl ↓

Còn các ion NO₃^– và Na⁺ vẫn tồn tại trong dung dịch trước, sau phản ứng:

Thí dụ 2: Na₂SO₃, HCl, và NaCl là những chất điện li mạnh trong dung dịch, chúng phân li thành các ion.

Ta có phương trình hóa học.

2Na+ SO₃^2- + 2H⁺ + 2Cl^– → 2Na⁺ + 2Cl^– + H₂O + SO₂

2H⁺ + SO₃^2- → H₂O + SO₂

Vậy thực chất trong dung dịch chỉ có phản ứng của 2H+ và SO32- còn các ion Na+ và Cl- vẫn tồn tại trong dung dịch trước và sau phản ứng. Thực chất các phản ứng trong dung dịch điện li là phản ứng giữa các ion vì các chất điện li đã phân li thành các ion.

Câu 4

Phương trình ion rút gọn của phản ứng cho biết:

A. Những ion nào tồn tại trong dung dịch.

B. Nồng độ những ion nào trong dung dịch là lớn nhất.

C. Bản chất của phản ứng trong dung dịch các chất điện li.

D. Không tồn tại phân tử trong dung dịch các chất điện li.

Gợi ý đáp án

Đáp án C. Vì chỉ rõ các ion nào đã tác dụng với nhau làm cho phản ứng xảy ra.

Câu 5

Viết phương trình phân tử và phương trình ion rút gọn của các phản ứng (nếu có) xảy ra trong dung dịch giữa các cặp chất sau:

a. Fe₂(SO₄)₃ + NaOH

b. NH₄Cl + AgNO₃

c. NaF + HCl

d. MgCl₂ + KNO₃

e. FeS (r) + 2HCl

g. HClO + KOH

Gợi ý đáp án

a. Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH → 3Na₂SO₄ + 2Fe(OH)₃ ↓

Fe³⁺ + 3OH^– → Fe(OH)_{3 ↓}

b. NH₄Cl + AgNO₃ → NH₄NO₃ + AgCl ↓

Ag + Cl^– → AgCl ↓

c. NaF + HCl → NaCl + HF

H⁺ + F ⁺ → HF

d. MgCl₂ + KNO₃ → không có phản ứng

e. FeS (r) + 2HCl → FeCl₂ + H₂S

FeS (r) + 2H ⁺ → Fe²⁺ + H₂S

g. HClO + KOH → KClO + H₂O

HClO + OH^– → H₂O + ClO^–

Câu 6

Phản ứng nào dưới đây xảy ra trong dung dịch tạo kết tủa Fe(OH)₃?

A. FeSO₄ + KMnO₄ + H₂SO₄

B. Fe₂(SO₄)₃ + KI

C. Fe(NO₃)₃ + Fe

D. Fe(NO₃)₃ + KOH

Gợi ý đáp án:

Đáp án D.

Vì: Fe(NO₃)₃ + 3KOH → Fe(OH)₃↓ + 3KNO₃

Câu 7

Lấy thí dụ và viết các phương trình hoá học dưới dạng phân tử và ion rút gọn cho phản ứng sau:

a. Tạo thành chất kết tủa

b. Tạo thành chất điện li yếu

c. Tạo thành chất khí

Gợi ý đáp án

a. Tạo thành chất kết tủa:

AgNO₃ + HCl → AgCl↓ + HNO₃

Ag + Cl^– → AgCl↓

_K2SO4 + Ba(OH)₂ → 2KOH + BaSO₄

Ba²⁺ SO₄^2- → BaSO₄ ↓

Na₂CO₃ + MgCl₂ → 2NaCl + MgCO_{3 ↓}

Mg²⁺ CO₃^2- → MgCO_{3 ↓}

b. Tạo thành chất điện li yếu

1. 2CH₃COONa + H₂SO₄ → 2CH₃COOH + Na₂SO₄

CH₃COO^– + H⁺ → CH₃COOH

2. NaOH + HNO₃ → NaNO₃ + H₂O

H⁺ + OH^– → H₂O

3. NaF + HCl → NaCl + HF

H ⁺ + F^– → HF

c. Tạo thành chất khí:

1. FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S

FeS + 2H + → Fe²⁺ H₂S

2. K₂SO₃ + 2HCl → 2KCl + H₂O + SO₂

2H+ SO₃²– → H₂O + SO₂

3. NaOH + NH₄Cl → NaCl + NH₃ + H₂O

NH₄^– + OH^– → NH₃ + H₂O